初学者
10 分钟

使用DRV8411A和MK64FN1M0VDC12将您的项目提升到新的高度

无缝控制,无限可能

H-Bridge 13 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 27, 2024

点击板

H-Bridge 13 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

借助其H桥设计,我们的电机驱动器为DC电机提供了强大而紧凑的解决方案,确保在各种电子项目中实现最佳性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

H-Bridge 13 Click基于德州仪器的带电流调节的双H桥电机驱动器DRV8411A。三倍增电荷泵集成了所有电容器,并允许100%的占空比操作。输入和输出可以并联以驱动高电流的刷式直流电机。它还实现了电流传感和调节部分。内部电流镜像在IPROPI引脚上输出电流感知信息,无需大功率分流电阻,从而节省了板面积,降低了系统成本,并允许主机MCU检测电机停滞或负载条件的变化。四个螺丝端子连接电机,一个VM外部电源输入用于为电机供电。电机驱动器配备了多种保护功能,例如VM欠压锁定(UVLO)、自动恢复过流保护(OCP)、热关断(TSD)和故障指示。集成的电流调节功能基于VREF和xIPROPI设置,限制电机电流到预定义的最大值。在H桥驱动和制动/减速状

态期间,xIPROPI信号可以提供电流反馈到微控制器。可以通过板载的3.3V电源或VREF SEL跳线上的外部电压选择参考电压,默认选择3.3V。外部参考电压可以连接到VREF EXT头上。电机驱动器的全桥A和B的H桥控制输入由两个TS5A23157s供电,这是来自德州仪器的双10Ω SPDT模拟开关。这些单极双throw开关设计用于处理数字和模拟信号。它们具有低电荷注入、优异的ON电阻匹配和低总谐波失真。此开关的通常关闭IO端口由PCA9538A控制,这是来自NXP半导体的低电压8位IO端口,具有中断和复位功能。与负载电流成比例的模拟电流输出可通过选择74LVC1G3157GV.125中的一个通道来监测,这是来自Nexperia的10Ω单极双throw模拟开关。H-

Bridge 13 Clisk使用PCA9538A的标准2-Wire I2C接口与主机MCU通信,支持高达400KHz的快速模式。可以通过ADDR SEL跳线选择I2C地址,默认选择0。通过控制PCA9538A,您可以控制开关、PWM信号、全桥输入和电机驱动器本身。还可以通过I2C接口和中断INT引脚读取DRV8411A的故障指示器。可以通过PWM引脚和TS5A23157s开关控制电机的速度。可以通过PCA9538A和I2C接口选择一个桥接读取模拟电流输出。PCA9538A可以通过RST引脚进行复位。此Click板™可以通过PWR SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既能使3.3V也能使5V能力的MCU正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

H-Bridge 13 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

DC齿轮电机 - 430RPM(3-6V)代表了电机和齿轮箱的全合一组合,齿轮的添加导致了电机速度的降低,同时增加了扭矩输出。这款齿轮电机具有齿轮箱,使其成为对扭矩和速度要求较低的应用非常可靠的解决方案。齿轮电机的最关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,无负载时的速度为520RPM,最大效率时为430RPM,电流为60mA,扭矩为50g.cm。额定工作电压范围为3-6V,具有顺时针/逆时针旋转方向,这种电机代表了许多功能的出色解决方案,最初由刷式直流电机在机器人技术、医疗设备、电动门锁等领域执行。

H-Bridge 13 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PB2
AN
Reset
PB11
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Control
PA10
PWM
Interrupt
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

H-Bridge 13 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 H-Bridge 13 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hbridge13_write_reg - H-Bridge 13写寄存器函数。

  • hbridge13_set_direction - H-Bridge 13设置方向函数。

  • hbridge13_get_an_voltage - H-Bridge 13获取xIPROPI电压函数。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief H-Bridge 13 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the H-Bridge 13 click board by
 * driving the motor connected to OUT A and OUT B, in both directions with braking and freewheeling. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * This example is driving a motor in both directions with changes in speed and
 * motor braking and freewheeling in between.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hbridge13.h"

static hbridge13_t hbridge13;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hbridge13_cfg_t hbridge13_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    hbridge13_cfg_setup( &hbridge13_cfg );
    HBRIDGE13_MAP_MIKROBUS( hbridge13_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == hbridge13_init( &hbridge13, &hbridge13_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HBRIDGE13_ERROR == hbridge13_default_cfg ( &hbridge13 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    for( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt <= 100; n_cnt += 10 )
    {
        log_printf( &logger, " Motor in forward mode with speed of %d %% \r\n", ( uint16_t ) n_cnt );
        hbridge13_set_direction( &hbridge13, HBRIDGE13_DIR_FORWARD, n_cnt );
        Delay_ms( 1000 );
    }
    
    log_printf( &logger, " Motor brake is on \r\n" );
    hbridge13_set_brake( &hbridge13 );
    Delay_ms( 5000 );
    
    for( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt <= 100; n_cnt += 10 )
    {
        log_printf( &logger, " Motor in reverse with speed of %d %% \r\n", ( uint16_t ) n_cnt );
        hbridge13_set_direction( &hbridge13, HBRIDGE13_DIR_REVERSE, n_cnt );
        Delay_ms( 1000 );
    }
    
    log_printf( &logger, " Motor is coasting \r\n" );
    hbridge13_set_coast( &hbridge13 );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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